Для получе¬ния водорода используется метод

КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ХАРАКТЕРИСТИКАХ
ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА
Для получения водорода используется метод каталитической
конверсии
метана
водяным
паром
с
последующей
очисткой
конвертированного газа в блоке короткоцикловой абсорбции. В качестве
сырья установки может использоваться природный газ (ПГ) или сжиженный
нефтяной газ (СНГ). В качестве топлива печи риформинга используется
отдувочный газ блока КЦА и подпиточное топливо – природный газ
(резервное топливо – топливный газ из заводских сетей).
Стадии технологического процесса включают:
- подготовку сырья;
- гидрообессеривание сырья и поглощение сероводорода;
- предриформинг сырья;
- паровой риформинг;
- среднетемпературную конверсию окиси углерода;
- охлаждение и сепарацию конвертированного газа;
- утилизацию тепла дымовых газов (подогрев сырья, подогрев
питательной воды, выработка пара).
- очистку водорода по технологии короткоцикловой адсорбции.
Блок подготовки сырья
В этом блоке сырье – природный газ, поступающий из сетей завода,
смешивается с рецикловым водородом в количестве необходимом для
процесса гидро-обессеривания. Далее газосырьевая смесь дожимается
компрессором и нагревается в зоне конвекции печи парового риформинга.
При отсутствии сырьевого природного газа установка будет работать на сырье сжиженный нефтяной газ (СНГ).
Блок гидрообессеривания сырья и поглощения сероводорода
В связи с тем, что катализаторы парового риформинга очень
чувствительны к соединениям серы, которые дезактивируют катализатор,
предусмотрен блок гидрирования сераорганических соединений с
последующей хемосорбцией сероводорода.
Процесс гидрообессеривания осуществляется в две стадии. В реакторе
гидрирования происходит гидрирование сераорганических соединений на
кобальт-молибденовом катализаторе до сероводорода. Поглощение
сероводорода осуществляется в реакторе обессеривания на окиси цинка.
Содержание серы доводится до 0,1 ppm об. Для обеспечения длительного
пробега катализатора пре-риформера, сырье далее обессеривается в реакторе
глубокого обессеривания, где концентрация серы снижается до менее 10 ppm
об.
Блок парового риформинга
Десульфированное сырье смешивается с перегретым технологическим
паром. Далее смесь пара и сырья нагревается до температуры 450 °С в
змеевике подогрева сырьевой смеси перед подачей в прериформер.
В прериформере газ проходит через слой высокоактивного никелевого
катализатора, где практически все тяжелые углеводороды конвертируются в
равновесную смесь метана, оксидов углерода, пара и водорода.
Далее подогретое сырье смешивается с перегретым водяным паром и
направляется в печь для предварительного подогрева и далее в реакторные
трубы печи, заполненные никелевым катализатором. Эндотермические
реакции парового риформинга с получением из метана Н2, СО и С02
проходят при высоких температурах.
Блок среднетемпературной конверсии окиси углерода
После охлаждения газопродуктовая смесь поступает в реактор
конверсии окиси углерода. Реакция конверсии окиси углерода с избыточным
водяным паром протекает на катализаторе, состоящем из оксидов железа и
хрома с присадкой меди, с образованием двуокиси углерода и водорода.
Блок утилизации тепла дымовых газов и продуктовых потоков В этом
блоке производится пар высокого давления за счет охлаждения дымовых
газов и продуктовых потоков.
Блок очистки водорода по технологии короткоцикловой адсорбции В
этом блоке происходит очистка водорода от примесей на твердых адсорбентах. Очищенный водород выводится с установки, а сбросной газ
используется в качестве топлива в печи парового риформинга.
Сбросы от предохранительных клапанов и освобождение аппаратов от
газообразных продуктов осуществляется на проектируемую факельную
систему установки производства водорода.
Водоснабжение установки производства водорода предусматривается
оборотным. Источником является проектируемый блок оборотного
водоснабжения
(БОВ)
комплектной
поставки
инофирмы
3
производительностью 500 м /ч.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ
Выбросы вредных веществ от проектируемой установки поступают в
атмосферу через организованные и неорганизованные источники.
Через дымовую трубу Х-201 поступают в атмосферу дымовые газы печи
риформинга Р-201, в состав которых входят продукты сгорания сбросного
газа блока КЦА и подпиточного топлива – природного газа или топливного
газа (резервное топливо): азота диоксид, углерода оксид, углеводороды
СгСю, серы диоксид.
Выбросы в атмосферу вредных веществ от сжигания топлива в
проектируемой печи риформинга Р-201 определены расчетным путем.
Согласно данным фирмы «Теспшр Вепе1их В.У.» при расчете выбросов
приняты следующие гарантированные показатели по содержанию вредных
веществ в отходящих дымовых газах при коэффициенте избытка воздуха
а=1,17 (при содержании 3 % 02):
- азота диоксид – не более 200 мг/нм .
- углерода оксид – не более 50 мг/нм3;
- углеводороды – не более 50 мг/нм .
Выбросы диоксида серы рассчитаны исходя из содержания
сероводорода (% масс.) в топливном газе. Расчет выбросов проведен по РД17-89 «Методические указания по расчету валовых выбросов вредных
веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии», М,
1990
Через воздушник дегазатора У-701 в атмосферу сбрасывается пар,
содержащий загрязняющие вещества, выделяющиеся в процессе отпаривания
технологического конденсата: оксид углерода, углеводороды предельные С1С10, аммиак и метанол.
Через неплотности технологического оборудования в атмосферу
выделяются неорганизованные выбросы установки водорода: углеводороды
предельные С1-С10
Возможные утечки через уплотнения и запорную арматуру
технологического оборудования определены по аналогу. За аналог приняты
выбросы вредных веществ от существующей установки производства
водорода комплекса «Гидрокрекинг» с учетом времени работы установки.
От проектируемого факела в атмосферу выделяются продукты
сгорания природного газа: азота диоксид, углерода оксид и углеводороды
предельные С1-С10.
Расположение проектируемых и существующих источников выбросов
указано на карте-схеме расположения источников загрязнения атмосферы ОАО
«Нафтан» (приложение 1).
Для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу предусматриваются
следующие мероприятия:
– технологический процесс осуществляется в герметически закрытой аппаратуре,
поэтому постоянные выбросы на факел и в атмосферу отсутствуют, а неорга
низованные выбросы за счет неплотностей технологического оборудования минимальны;
- сбросы от предохранительных клапанов и освобождение аппаратуры от газообразных продуктов при сбросе давления осуществляются через факельный сепаратор в закрытую факельную систему;
- для снижения утечек продуктов число фланцевых соединений предусмотрено минимальным;
- для снижения содержания оксидов азота в дымовых газах печей предусматривается установка специальных горелок с низким выделением Ж)х;
- для контроля нормального режима работы печи предусматривается установка автоматических анализаторов, осуществляющих непрерывный контроль содержания 02, КОх, 802 в дымовых газах;
- для уменьшения неорганизованных выбросов применяется запорная арматура с высокой степенью герметичности;
- для предотвращения аварийных ситуаций предусматривается автоматизация
технологических процессов и отключение технологического оборудования при
срабатывании блокировок, применение запорной арматуры с дистанционным
управлением на технологических трубопроводах;
- предусматривается испытание оборудования после монтажа и ремонтных
работ;
- для возможности быстрого обнаружения утечек взрывоопасных паров в зоне
возможных аварий предусмотрен контроль состояния воздушной среды датчиками
довзрывоопасных концентраций;
- оборудование, трубопроводы и запорная арматура выбраны с учетом максимальных значений сред (давление, температура, коррозионная активность);
- предусмотрена аварийно-предупредительная сигнализация о нарушении режима;
- устанавливаются газоанализаторы допустимых уровней содержания углеводородов в воздухе рабочей зоны.
Конструкция установки обеспечивает минимизацию производственных выбросов, стоков и отходов во время пуска/останова и нормального режима работы
оборудования.
Оценка влияния выбросов загрязняющих веществ на атмосферный воздух выполнена на основании расчета рассеивания загрязняющих веществ в приземном
слое атмосферы, выполненного на ЭВМ по программе «Эколог» (версия 2.55).
Расчет производился с учетом интерполяции. Концентрации вредных веществ
приведены по посту, расположенному в г. Новополоцк.
По результатам оценки, после ввода в действие установки производства водорода максимальные приземные концентрации азота диоксида и его суммаций с серы диоксидом увеличиваются на 0,02-0,04 долей ПДК. Максимальные приземные
концентрации других рассматриваемых веществ не изменяются.
Максимальные приземные концентрации рассматриваемых вредных веществ в
районе расположения жилья не превышают ПДК.
Корректировка установленной санитарно-защитной зоны с вводом в действие
нового производства не требуется.
ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПОСЛЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
Выбросы вредных веществ от проектируемой установки производства водорода представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Выбросы загрязняющих веществ от проектируемой установки
производства водорода
Код
вещества
301
303
330
337
401
1052
Наименование
загрязняющих веществ
Азота диоксид
Аммиак
Сера диоксид
Углерод оксид
Углеводороды предельные
алифатического ряда С1 -С 1 о
Метанол
ВСЕГО:
Количество,
г/с
т/год
8,15252
234,516
0,08772
2,526
1,68954
4,379
2,48788
71,582
4,91786
103,891
0,06258
17,39810
1,802
418,696
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ И ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Источником промышленного водоснабжения предприятия и связанных с ним
объектов является река Западная Двина, которая относится к рыбохозяйственным
водоемам I категории.
Забор воды осуществляется береговой насосной станцией БНС-1, совмещенной с водозабором. Проектная производительность водозабора 11000 м3/ч.
Хозяйственно-питьевое водоснабжение осуществляется от сетей Новополоцкого предприятия водопроводно-канализационного хозяйства, сетей хозяйственнопитьевого водоснабжения ОАО «Нафтан». Источником городского водоснабжения
является артезианский водозабор «Окунево».
На нужды проектируемой установки производства водорода потребляется хозяйственно-питьевая, обессоленная, оборотная и речная вода.
Водоснабжение проектируемой установки предусмотрено оборотным. Источником оборотной воды является проектируемый блок оборотного водоснабжения
(БОВ) комплектной поставки инофирмы производительностью 500 м3/ч.
Потребление оборотной воды на нужды установки составляет 427,8 м3/ч, 10,27
тыс. м3/сут (3422,4 тыс. м3 /год).
Для восполнения потерь оборотной воды при испарении и капельном уносе
предусматривается подпитка оборотного цикла свежей речной водой. Расход воды
на подпитку – 10 м3/ч, 240 м3/сут (80,0 тыс. м3/год).
На производственные нужды потребляется вода технического качества:
- на охлаждение продувок котла технологических газов – 0,22 м 3/ч; 0,66 м
3/сут (0,22 тыс. м 3/год);
- на охлаждение технологического конденсата (периодически, во время пуска
в течение 2-х суток) – 90 м /ч; 2160 м 3/сут (4,32 тыс. м3/год).
Обессоленная вода используется для подпитки систем выработки пара. Химобессоленная вода подается от Новополоцкой ТЭЦ. Потребление обессоленной воды на нужды установки составляет 92,5 м3 /ч, 2200 м3/сут (740,0 тыс. м3 /год).
Общий постоянный расход свежей воды на проектируемую установку -2460,7
3
м /сут (820,2 тыс. м3/год).
Вода питьевого качества используется только на хозяйственно-питьевые нужды обслуживающего персонала. Расход воды на бытовые нужды – 1,5 м3/сут (0,500
тыс. м /год). Для учета воды на вводе водопровода в операторную устанавливаются
водомер.
Для сокращения количества постоянных производственных стоков технологической схемой при нормальном режиме работы установки технологический конденсат из сепаратора горячего конденсата и сепаратора холодного конденсата предусматривается направлять в дегазатор для производства питательной котловой
воды. Технологический конденсат сбрасывается в производственно-дождевую канализацию после разбавления водой только во время пуска и при замене катализатора конверсии СО.
Постоянные и периодические сточные воды направляются в I систему
производственно-дождевой канализации.
Постоянный расход производственных стоков составляет 36,81 м3 /сут (12,27
тыс. м3/год).
В сеть производственно-дождевой канализации отводятся дождевые и талые
воды с территории технологической установки в количестве 116 м3/сут. Состав
стоков: взвешенные вещества – до 300 мг/л, нефтепродукты – до 20 мг/л.
Проектом предусматривается прокладка новых участков производственной
канализации с подключением в существующую сеть вдоль дороги № 9. Все подключения к сети канализации осуществляются в колодцах с гидрозатворами.
В сеть дождевой канализации отводятся незагрязненные дождевые и талые
воды с незастроенной территории. Расход стоков – 85 м3 /сут. Для сбора стоков
предусматривается установка дождеприемников и прокладка новых участков дождевой канализации с подключением в существующую сеть вдоль дороги № 4/6.
Хозбытовые стоки в количестве 1,5 м3 /сут (0,50 тыс. м3/год) отводятся в систему бытовой канализации.
Хозяйственно-бытовые сточные воды, производственные сточные воды проектируемой установки и дождевые сточные воды с территории установки совместно со сточными водами предприятия проходят полную механическую, физикохимическую и биохимическую очистку на очистных сооружениях ОАО «Нафтан»
и сбрасываются в р. Западная Двина.
Дополнительное количество сточных вод не окажет существенного влияния
на работу очистных сооружений и качество очищенных сточных вод, поскольку
показатели их качества не превышают допустимых норм для очистных сооружений
ОАО «Нафтан».
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПОЧВЫ, РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
И ЖИВОТНЫЙ МИР
Воздействия, оказываемые на ландшафт, обусловлены в основном подготовкой и планировкой площадок строительства.
Это связано с механическими нарушениями почвенного покрова, изъятием
плодородного слоя, расчисткой территории от растительности, что, в свою очередь,
нарушает экологическое равновесие почвенной системы.
Поскольку строительство установки производится на существующей территории ОАО «Нафтан» и дополнительный отвод земель не требуется, на состоянии
окружающего ландшафта оно не отразится
Отработанные катализаторы передаются на катализаторную фабрику фирмыизготовителя для регенерации. Отработанные адсорбенты направляются на
захоронение в отвал неутилизируемых отходов ОАО «Нафтан».
Возможно образование отходов масел от используемого оборудования. Отработанные масла по существующей схеме собираются и направляются на переработку.
Количество отходов производства, подобных отходам жизнедеятельности населения (код 9120400, неопасные), составит 5,3 т/год. Отходы вывозятся на полигон ТКО.
Площадь озеленения – 1,179 га. Коэффициент озеленения площадки в границах проектирования – 41 %.
Что касается животного мира, то выявленные в районе строительства представители животного мира хорошо приспособлены к проживанию в условиях антропогенного воздействия.
При реконструкции не ожидается негативных последствий в состоянии
почвенного покрова, растительного и животного мира.
ВОЗДЕЙСТВИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Из физических факторов возможного воздействия предприятия на компоненты окружающей среды и людей должны быть выделены:
- воздействие внешнего шума от работы технологического оборудования;
- воздействие электромагнитных излучений;
- воздействие теплового излучения.
Уровень звукового давления от проектируемой установки на расстоянии 1500
м (размер санитарно-защитной зоны предприятия) снижается на 65 дБА. На
расстоянии 2300 м (расстояние от проектируемой установки до ближайшего жилья
– д. Раштово) уровень звукового давления снижается до 18 дБ А. Таким образом,
шум от проектируемой установки не оказывает реального влияния на окружающую
среду и ближайшее жилье.
Источником интенсивного теплового излучения является проектируемый факельный ствол высотой 33 м.
По границе зоны допустимого теплового воздействия проектируемого факельного ствола предусматривается устройство сетчатого ограждения по ж.б.
столбам высотой 1,15м.
Токоведущие части установок предприятия располагаются внутри металлических корпусов и изолированы от металлоконструкций.
Металлические корпуса комплектных устройств заземлены и являются естественными стационарными экранами электромагнитных полей.
Предусмотрено оснащение всех объектов системой молниеприемников для
обеспечения защиты от атмосферных разрядов.
В соответствии с вышеизложенным, воздействие физических факторов на окружающую среду может быть оценено как незначительное и слабое.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКУЮ
ОБСТАНОВКУ РАЙОНА
Ближайшим населенным пунктом к ОАО «Нафтан» является город Новополоцк.
Как показали расчеты, концентрации загрязняющих веществ на границе города не
превышают ПДК. После строительства установки производства водорода
концентрации вредных веществ не изменяются, поэтому опасность техногенного
загрязнения атмосферного воздуха и соответствующего воздействия на условия
проживания местного населения минимальна. Отрицательного влияния на водный
бассейн, почвы, ландшафт и т.п. строительство не оказывает.
С другой стороны, новые производства на ОАО «Нафтан» позволят иметь на
данной территории долговременный экономический эффект. Стабильное экономическое положение предприятия обеспечит прирост поступлений в бюджет, которые
могут быть использованы для социально-экономического развития района, что в
целом будет способствовать дальнейшей стабилизации в социально-экономической
сфере.
КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО УМЕНЬШЕНИЮ
ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И СНИЖЕНИЮ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Для исключения разгерметизации оборудования и предупреждения аварийных выбросов опасных веществ предусматриваются следующие решения:
- предусмотрена максимальная автоматизация процесса и отключение аварийного оборудования при срабатывании блокировок;
- расчетное давление аппаратов выбрано в соответствии с «Инструкцией по
выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кгс/см и защите их
от превышения давления»;
- предусмотрено разделение установки на технологические блоки и применение быстродействующих пневматических отсекателей, арматуры с электроприводом, запорно-регулирующих клапанов для отключения этих блоков;
- в местах наиболее вероятного выделения и скопления паров и газов предусмотрена установка датчиков довзрывных концентраций;
- технологическая схема обеспечивает аварийное освобождение аппаратов от
парогазовой фазы в факельную систему;
- на трубопроводах и технологических аппаратах установлены предохранительные клапаны для предотвращения повышения давления выше расчетного;
- все сбросы от предохранительных клапанов направляются в закрытую факельную систему;
- технологическое оборудование размещено на наружных установках;
- оснащение оборудования системой контроля, управления и автоматического
регулирования параметров с использованием микропроцессорной техники, обеспечивающей заданную точность поддержания технологических параметров, надежность и безопасность эксплуатации;
- кроме местного управления насосами и запорной арматурой с электроприводом, предусматривается дистанционное отключение их из операторной;
- для обеспечения нормального технологического режима работы установок
проектом предусмотрена светозвуковая сигнализация на щите в операторной и автоматические блокировки по параметрам, нарушение которых может привести к
аварийной ситуации;
- предусмотрена защита оборудования и трубопроводов от статического электричества;
- диаметры трубопроводов рассчитаны, исходя из допустимых скоростей движения продуктов;
- оборудование, трубопроводы и запорная арматура выбраны с учетом максимальных значений сред (давление, температура, коррозионная активность);
безопасная эксплуатация средств КИПиА обеспечивается типом выбранного
оборудования (искробезопасное, взрывозащищенное);
- перед ремонтом и пуском установок предусмотрена продувка
трубопроводов и аппаратов инертным газом или их пропарка;
- предусмотрена молниезащита оборудования;
- взрывоопасные объекты оснащены средствами пожаротушения (противопожарный водопровод, первичные средства пожаротушения, пенопроводы и т.д.);
- обслуживающий персонал оснащен современными средствами связи;
- перед ремонтом и пуском установок предусмотрена продувка
трубопроводов и аппаратов инертным газом или их пропарка;
- для контроля наличия пламени на дежурных горелках факелов предусматривается контроль температуры пламени. Давление газа, подаваемого на дежурные
горелки, регулируется клапаном, установленным на подводящем газопроводе. Предусматривается сигнализация снижения давления газа, подаваемого на дежурные
горелки;
- в случае прекращения подачи продувочного газа в начало факельного коллектора или в лабиринтное уплотнение предусмотрена автоматическая подача
инертного газа (азота).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОЦЕНКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАМЕЧАЕМОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Проведенная оценка воздействия на окружающую природную среду ОАО
«Нафтан» после введения в действие установки производства водорода показала,
что:
1. Валовый выброс вредных веществ увеличивается ориентировочно на
418,7 т/год.
2. По результатам оценки, после ввода в действие установки производства
водорода максимальные приземные концентрации азота диоксида и его суммации с
серы диоксидом увеличиваются на 0,02-0,04 долей ПДК. Максимальные приземные концентрации других рассматриваемых веществ не изменяются.
Максимальные приземные концентрации рассматриваемых вредных
веществ в районе расположения жилья не превышают ПДК.
3. Общий расход свежей воды на проектируемую установку – 2460,7 м3/сут.
Вода питьевого качества используется только на хозяйственно-питьевые
нужды обслуживающего персонала. Расход воды на бытовые нужды – 1,5 м /сут.
Для учета воды на вводе водопровода устанавливается водомер.
Постоянный расход производственных стоков составляет 36,81 м3/сут.
В сеть производственно-дождевой канализации отводятся дождевые и талые
воды с территории технологической установки в количестве 116 м/сут. Состав
стоков: взвешенные вещества – до 300 мг/л, нефтепродукты – до 20 мг/л.
В сеть дождевой канализации отводятся незагрязненные дождевые и талые
воды с незастроенной территории. Расход стоков – 85 м3/сут.
Хозбытовые стоки в количестве 1,5 м /сут отводятся в систему бытовой канализации.
Хозяйственно-бытовые сточные воды, производственные сточные воды проектируемой установки и дождевые сточные воды с территории установки совместно со сточными водами предприятия проходят полную механическую, физикохимическую и биохимическую очистку на очистных сооружениях ОАО «Нафтан»
и сбрасываются в р. Западная Двина.
Дополнительное количество сточных вод не окажет существенного влияния
на работу очистных сооружений и качество очищенных сточных вод, поскольку
показатели их качества не превышают допустимых норм для очистных сооружений
ОАО «Нафтан».
4. Производственные отходы, образующиеся в процессе эксплуатации установки производства водорода – отработанные катализаторы и адсорбенты – относятся к 3 и 4 классам опасности. Периодичность образования отходов – 1 раз в 3
года. Отработанные катализаторы передаются на катализаторную фабрику фирмыизготовителя для регенерации, отработанные адсорбенты направляются на захоронение в отвал неутилизируемых отходов ОАО «Нафтан».
Количество отходов производства, подобных отходам жизнедеятельности населения составит 5,3 т/год. Отходы вывозятся на полигон ТКО